链接文件和启动文件
在STM32的嵌入式开发中,链接文件(.ld文件)
和启动文件(startup file)
是两个非常重要的部分。它们分别负责程序的内存布局
和初始化过程
。下面是对这两个文件的分析:
链接文件 (.ld文件)
链接文件是用来描述内存映射的,也就是告诉编译器程序应该放在STM32的哪个内存地址以及指定程序应该如何映射到内存中。它定义了程序代码、全局变量、静态变量等在内存中的布局。链接文件中最重要的部分是SECTIONS,它定义了程序应该如何映射到内存中。例如,代码应该放在哪个地址,数据应该放在哪个地址,中断向量表应该放在哪个地址等。
以下是关于STM32中链接文件的一些重要信息和概念:
ENTRY和EXIT:在链接文件中,ENTRY和EXIT指令用于定义程序的入口点和出口点。ENTRY指令指定了程序开始执行时的入口点,通常是Reset_Handler函数。EXIT指令则定义了程序的退出点,通常指向main函数的结束处。
MEMORY和SECTIONS:MEMORY指令用于指定内存区域的起始地址和大小。SECTIONS指令则用于描述程序应该如何映射到这些内存区域中。例如,代码应该放在哪个内存区域,数据应该放在哪个内存区域等。
输入段和输出段:链接文件中可以创建输入段和输出段。输入段通常用于存放被其他文件引用的变量和函数,而输出段则用于存放程序中定义的变量和函数。通过合理地分配输入段和输出段,可以有效地管理程序的内存使用。
节(Section):节是链接文件中最小的地址单位,每个节都有唯一的名称和地址范围。节可以包含代码、数据、BSS等不同的类型。在链接文件中,可以通过节来指定程序应该如何映射到内存中。
重定位(Relocation):在链接过程中,链接器会将节中的相对地址转换为绝对地址。这个过程称为重定位。通过重定位,程序中的代码和数据可以被正确地放置到STM32的内存中。
符号表(Symbol Table):符号表是链接过程中生成的另一个重要文件。它包含了程序中定义的和引用的变量和函数的地址信息。通过符号表,可以在调试过程中方便地查找变量和函数的地址。
在STM32中,常见的内存区域包括:
* TEXT区域:代码段,通常位于0x08000000地址处。
* DATA区域:初始化的全局变量和静态变量,通常位于0x20000000地址处。
* BSS区域:未初始化的全局变量和静态变量,通常位于0x20001800地址处。
* HEAP区域:动态内存分配区域,通常位于0x20002000地址处。
* stack区域:堆栈区域,通常位于0x20002800地址处。
启动文件 (startup文件)
STM32的启动文件是系统上电复位后第一个执行的程序,启动文件是用来初始化STM32的硬件,并设置好运行环境的。它是汇编语言写的,因为C/C++语言无法直接执行,需要汇编语言写的启动文件来设置好运行环境后,才能执行C/C++代码。
在启动文件中,通常会进行以下操作:
* 设置栈指针(SP):栈指针是用来保存函数调用时所用到的寄存器和局部变量的。
* 设置程序计数器(PC):PC指向下一条要执行的指令。
* 设置寄存器:初始化一些需要用到的寄存器。
* 调用main函数:最后,启动文件会调用main函数,开始执行C/C++代码。
以下是启动文件的主要实现过程:
系统复位后,处理器从向量表中读取前八个字节,也就是两条指令,前四个字节存入MSP,后四个字节为复位向量,也就是程序执行的起始地址。
将0x08000000位置存放的堆栈栈顶地址存放到SP中(MSP)。
将0x08000004位置存放的向量地址装入PC程序计数器。
初始化系统时钟,复位中断服务程序Reset_Handler会调用SystemInit函数,进行对系统时钟的初始化。
进入主程序,在Reset_Handler中,先设置好栈指针和程序计数器PC,然后跳转到系统初始化函数SystemInit()。SystemInit()函数主要用来初始化系统时钟和其他外设。
SystemInit()函数结束后,跳转到用户定义的初始化函数__main()。__main()函数会进行一些初始化工作,例如将程序代码拷贝到RAM中、清零ZI段等。
最后跳转到真正的main函数,开始执行应用程序。
需要注意的是,不同的STM32型号在启动文件的具体实现上可能会有所不同。因此,在使用不同的STM32型号时,需要根据具体的硬件配置和应用程序需求来适配和修改启动文件。